CN103476552A - 用于操纵物品的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操纵物品的装置，其具有至少一个可充气的气室(12)和固定在气室(12)上的用于物品(16)的保持装置(14)，还涉及机器人或操纵器，其特征在于至少一个用于操纵物品的装置，以及一种使用上述装置用于操纵物品的方法，其特征在于操纵步骤：将所述装置以其具有所述保持装置(14)的一侧朝向待被操纵的物品(16)而移动，直到第一位置(I)；在所述保持装置(14)和所述待被操纵的物品(16)之间建立粘结结合并由此保持所述物品(16)；将所述装置移动到所希望的第二位置(II)中，并通过将所述至少一个气室充气的方式将所述物品(16)从所述保持装置释放。

Description

用于操纵物品的装置

本发明涉及用于操纵物品的方法和装置以及操纵器。

公知机械和气动的夹持器系统，其被应用于主要以自动化方式控制的、用于操纵物品的装置。在这种情况下，所述夹持器与待被移动的物品的形状和压力敏感度之间的配合导致调节和控制功能的高成本。此外需要相当精确地(有时从视觉上)掌握易坏物品的位置，从而避免物品发生故障或完全损坏。这类物品包括例如食品、例如生鸡蛋、巧克力空心卷、植物、敏感的技术产品等。

现有技术中已知具有复杂机械机构的装置，其与需要被夹持的物品相匹配并且同样需要复杂的控制手段以及交互的控制传感机构。而制造这种机械机构费用昂贵。

本发明的任务是提供用于操纵物品的方法和装置以及操纵器，通过其避免或至少大大减少现有技术的缺陷。

该任务首先通过根据权利要求1所述的装置得以实现。

根据本发明的、用于操纵物品的装置可以以有利方式在该物品上移动，直到保持装置与该物品接触并稳固地保持该物品。在此所述气室可被稍稍充气，由此有助于避免与物品“硬”接触。所述保持装置与物品接触后，所述装置可以以任何所期望的方式被放在任何所期望的位置上，而所述物品在该位置上应该可以再次从所述装置脱离。基于根据本发明装置的有利实施方式，这可以通过如下方式在不损坏物品的情况下实现，即，所述气室被充气，由此通过气室在充气时产生的拱形结构，所述保持装置被逐渐轻柔地从物品挤下或挤开，直到保持装置和物品之间的在接触区域中的保持连接不足以实现保持物品的目的。在这一过程中充分利用了所述物品的外部形状与充气的气室的拱形结构不相匹配的事实。

在本发明有利的实施方式中，所述装置的气室具有至少两个纺织织物层。、尽管气室也可能由塑料薄膜或其他柔韧材料制成。具有至少两个纺织织物层的结构柔韧性更好，同时有助于一般性的造型，还可以实现确定材料所需强度的优点，这些都是以非常经济的方式实现的。可以更简单地以可变的方式调节所述保持装置的特定的保持力。

在本发明的另一有利的实施方式中，气室具有至少一个围绕两个纺织织物层延伸的接缝。该接缝提供了在该区域内、直接地在气室附近操作的可能性，例如将保持装置等安装在该处。但当然也可以直接地在织物层区域内实施这些操作。

在本发明的另一有利的实施方式中，在缝合过程中，实际上沿着接缝、根据所期望的强度或安全要求使用一根或几根线将这两个纺织织物层缝合。可选的是，也可以使用粘结或焊接等方式。在本发明的又另一个有利的且特别优选的实施方式中，这两个纺织织物层被以OPW织物(整体编织织物)的形式整体交织而成，其中所述接缝是作为织缝的包围两个纺织织物层(两层区域)的单层区域并包围气室。通过所述装置的这一根据本发明的实施方式，OPW技术的所有优点都可用，尽管本文仅提及其中几个优点。使用具有所有其优点的OPW技术可以只在单个生产步骤中完全自动地制造出气室。气室的编织、构造和定制都可以以最大精度并且同时进行。所有在其他技术中所需的附加的必要生产步骤，例如为了缝合而使气室的不同部分相对于彼此定位、定位缝合接缝以及缝合本身都可以省除。也不再需要如在任何定制的解决方案中所需的“缝合的接缝”的任何特定密封。

在本发明的另一个有利的实施方式中，所述保持装置被构造为包含粘合剂的粘合涂层，该粘合涂层如可以粘贴到非常轻质的物品上，诸如欠固化的硅树脂。

在本发明的又一个有利的实施方式中，所述保持装置具有磁体。这种实施方式对于操纵铁金属的物品是相当有利的。

在本发明的另一个有利的实施方式中，所述保持装置具有维克牢搭扣紧固件的至少一个作用面。

在本发明的另一个有利的实施方式中，所述装置的特征在于它具有多个间隔开的气室以及多个布置在所述气室之间的保持装置。因此明显增强所述装置的可靠功能性，而可能的应用领域的数量也大大增加。

该目的通过如权利要求10所述的机器人或操纵器得以实现，其特征在于至少一个用于操纵物品的装置。

此外，该目的通过如权利要求11所述的、用于操纵物品的方法得以实现，其特征在于下列步骤：

e)将所述装置以其具有所述保持装置的一侧朝向待被操纵的物品而移动，直到第一位置，

f)在所述保持装置和所述待被操纵的物品之间建立粘结结合，并由此保持所述物品，

g)将所述装置放到期望的第二位置，

h)通过将至少一个气室充气的方式而将所述物品从所述保持装置释放。

根据本发明的方法的优点显而易见。上文已在说明中详细描述了根据本发明的装置的优点及其应用范围。

根据本发明，首要的目标是将OPW部件引入诸如自动化、物流、包装等领域，而且复杂的解决方案可以由更简易的解决方案来代替。功能：通过施加压力和抽出真空来控制拾取和放下两个动作。这种操纵目前由机器人或操纵臂执行。

用于制造OPW部件的结构构件例如是：

集成元件(模型)：

-X-系绳

-软管系绳

-软管

组合OPW和定制部件：

-软管和片状织物的组合

-不同直径软管的组合

其他：

-气动连接件

-涂层(镀层)

为更好地理解本发明，现在将参照附图通过示例实施方式简要描述了本发明：

图1a是示意性地示出根据本发明的装置的第一实施例的简单示意俯视图；

图1b是示出气室未被充气时的图1a所示装置的剖视图；

图1c是示出气室被充气且物品被降下时的图1a所示装置的剖视图；

图2a是示出带有维克牢搭扣或磁体的根据本发明的装置的第二实施例；

图2b是示出气室未被充气时的图2a所示装置的剖视图；

图2c是示出气室被充气且物品被降下时的图2a所示装置的剖视图；

图3是示意性地示出OPW-编织网的剖视图，其中还无法识别出被切除的、单独设计的构件。

图4至7示意性地示出实施例II，“转移夹持器”在所述装置的不同位置处。

在下文的描述中，相同或相似构件使用相同的附图标记。

图1a示出根据本发明的装置11，该装置具有位于织物层O和U之间的并因此看不到的优选地以OPW形式构造成的气室12。所述装置11内部区域中的单层区域和周围接缝用EB表示。气室也可以由两个常规地缝在一起的织物层O和U构成。在这一实施例中，在气室12上，在整个表面上，但也未必在整个表面上固定有用于物品16的、呈粘合层形式的保持装置14(图1b)。可以在点18和其他点上将所述装置11安装在机器人或操纵器(未示出的)上。在图1a的上部布置有用于气室12的充气口10。

图1b示出所述装置11沿着图1a的线A-A的剖视图A-A。在该位置处，所述装置11和物品14相接触。物品16粘附在固定于气室12上的，在此被构造为粘合层形式的保持装置14上并可沿箭头H方向被升起，此后还可以根据需要借助任何装置前进。图1c示出气室12充气后的装置11。从中可见所述装置11的长度由于气室12充气而相对于原始长度缩小了距离V的两倍。在此，气室12自身形成拱形并且保持装置/粘附装置14也随之形成拱形，通过与物品16的接触面的减小，保持力或粘附力减小，使得物品16不再被保持并且从所述装置11脱离。在图1c的图示中，根据本发明的装置11恰好将物品16放下。

在图2a至图2c中所示的、可选的本发明的实施方式中，构造成粘合层的保持装置14被这里例如构造为维克牢搭扣带24形式的保持装置24或例如被构造成缝制的磁带24形式的保持装置24替代。其功能和功能流程与第一实施例的相对应。

在两个变型例中放置功能通过对OPW构件12加压进行控制(包括缩短、面积减小、第三维，特别是剪力)。

下面还要指出本发明的其他优点和特别的特征。由于将气室构造为OPW构件，因此可以可变调节绝对粘附力。可以根据要求而进行单独的编织来进行设计。粘合层尤其适用于轻的物品。如果在定制技术上将不同纺织构件，例如OPW和片状织物结合起来，就能获得无限的构造可能性。可以利用由于加压而产生的机械运动(厚度、缩短、支承面的减小、旋转运动、牵引运动、剪力/剪切运动)。可以单独调节和选择的是：通过可变调节两个同样构造为夹持器形式的根据本发明的装置的保持力实现的转换，粘附表面之间的粘合强度和相对于重力的附着力的减少的关系。

图3示出OPW编织网的截面A，在其中还不能识别出被切除的、单独设计的调整了的编织构件，其具有集成的构造特征、X系绳、软管、缝线等或例如设置有气室32的根据本发明的装置31。箭头K示出经线走向的方向。

本发明的其他特征：

本发明的粘附夹持器/升降夹持器

本发明的目的是提供一种夹持器，其绝对粘附力可进行可变调节。在一表面上可以部分地或全表面地提供一种粘附可能性(例如欠固化的硅树脂、维克牢搭扣、磁体)。

特定的粘附能力根据要求被构造和调节。总粘附力由表面积和比粘合的乘积得出。

通过机械方式的变形改变绝对粘附力，其中缩小粘附面，也就是减少粘附点的数量。

示例1，起重夹持器：

已知：需要被移动的货物的重量：                 80至100N

已知：粘附面的比粘合                         0.5N/cm²

a)夹持器的用于提升粘附能力的参数             >100N(来自货物

                                             的最大重量)

=>夹持器面                                   >200cm²

4.夹持器的用于解除粘附能力的参数             <80N(来自货物

                                             的最小重量)

=>夹持器面                                   <160cm²

为了转换，上文己描述的这里还要再次以OPW夹持器形式描述。它描述了带有粘附能力的OPW构件。图1a中采用具有粘附性能/粘附能力的粘附表面积(在此处>200cm²)。在图1b中，整个粘附面与物品16(货物)结合。图1c)中粘附面通过加压而减小。所述货物只是与粘附力切线连接。由此粘附面(这里<160cm²)减小。所述货物由于自重而被从夹持器释放(重力>绝对粘附力)。

示例II，转移夹持器

已知值：如示例I所述。

如图4至7所示的转移夹持器A、B使用根据本发明的装置41，其具有气室42和布置在其上的、被构造为粘附装置(与图1a至图1c所示的实施例类似)的保持装置44。所述物品46或货物46首先粘附在夹持器A(图4左侧)上。所述粘附面44首先未被加压。

夹持器B如箭头S所示朝夹持器A的方向移动，货物46与粘附面44接触/结合。通过加压粘附面44，绝对粘附面缩小。货物46只与粘附面44上的粘附力相切连接。夹持器B的粘附面44因此缩小，且绝对粘附力也随之减小，从而使得夹持器B的绝对粘附力比夹持器A更大。在此情况下，绝对粘附力也可能大于货物46的重量。

图6示出：当夹持器A和B分开运动时——夹持器B沿箭头L方向移动——货物46留在夹持器B上，因为此处的绝对粘附力更大，货物与夹持器A分开。这一过程也可逆，除非与万有引力相反地定位，与空间位置无关。

可以考虑根据货物的表面性质的功能反转，从而使得货物在解除压力时从夹持器分离。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于操纵物品的装置，该装置的特征在于，所述装置包括：

a)至少一个可充气的气室(12)，

b)固定在所述气室(12)上的用于物品(16)的保持装置(14)，其中，所述气室(12)具有至少两个纺织织物层(O，U)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气室(12)具有至少一个围绕所述两个纺织织物层(O，U)延伸的接缝(N)。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述两个纺织织物层(O，U)沿着所述接缝(N)被缝合。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述两个纺织织物层(O，U)以整体编织即OPW的形式被交织成整体，其中所述接缝(N)形成作为织缝(WN)的包围所述两个纺织织物层(O，U)的单层区域(EB)并包围所述气室(12)。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述保持装置(14)被构造为包含粘合剂的粘合涂层。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述保持装置(14)具有磁体。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述保持装置(14)具有维克牢搭扣紧固件的至少一个作用面。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括：

c)多个间隔开的气室(12)，以及

d)多个布置于所述气室(12)之间的保持装置(14)。

9.一种机器手或操纵器，其特征在于，至少一个根据上述权利要求中任一项所述的用于操纵物品的装置。

10.一种借助根据权利要求1至8中的任一项所述的装置来操纵物品的方法，该方法的特征在于，包括下列步骤：

e)将所述装置以其具有所述保持装置(14)的一侧朝向待被操纵的物品(16)而移动，直至第一位置(I)，

f)在所述保持装置(14)和所述待被操纵的物品(16)之间建立粘结结合并由此保持所述物品(16)，

g)将所述装置移动到所希望的第二位置(II)中，

h)通过将所述至少一个气室充气的方式将所述物品(16)从所述保持装置释放。

Claims (11)

1.一种用于操纵物品的装置，该装置的特征在于，所述装置包括：

a)至少一个可充气的气室(12)，

b)固定在所述气室(12)上的用于物品(16)的保持装置(14)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气室(12)具有至少两个纺织织物层(O，U)。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述气室(12)具有至少一个围绕所述两个纺织织物层(O，U)延伸的接缝(N)。

4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，所述两个纺织织物层(O，U)沿着所述接缝(N)被缝合。

5.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，所述两个纺织织物层(O，U)以整体编织即OPW的形式被交织成整体，其中所述接缝(N)形成作为织缝(WN)的包围所述两个纺织织物层(O，U)的单层区域(EB)并包围所述气室(12)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述保持装置(14)被构造为包含粘合剂的粘合涂层。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述保持装置(14)具有磁体。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述保持装置(14)具有维克牢搭扣紧固件的至少一个作用面。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括：

c)多个间隔开的气室(12)，以及

d)多个布置于所述气室(12)之间的保持装置(14)。

10.一种机器手或操纵器，其特征在于，至少一个根据上述权利要求中任一项所述的用于操纵物品的装置。

11.一种借助根据权利要求1至9中的任一项所述的装置来操纵物品的方法，该方法的特征在于，包括下列步骤：

e)将所述装置以其具有所述保持装置(14)的一侧朝向待被操纵的物品(16)而移动，直至第一位置(I)，

f)在所述保持装置(14)和所述待被操纵的物品(16)之间建立粘结结合并由此保持所述物品(16)，

g)将所述装置移动到所希望的第二位置(II)中，

h)通过将所述至少一个气室充气的方式将所述物品(16)从所述保持装置释放。

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